隨著汽車、建筑、航空航天和電子行業(yè)對復(fù)合材料需求的擴大，對生物基原料的高級碳材料的需求將會越來越大。但將新材料推向市場存在障礙。你的公司準(zhǔn)備好抓住這個市場機會了嗎？

自然資源研究所(NaturalResourcesResearchInstitute)是位于德盧斯的明尼蘇達大學(xué)(UniversityofMinnesota)的應(yīng)用研究機構(gòu)，擁有一個試點示范規(guī)模的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化實驗室，專門用于提供與行業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)能力、支持商業(yè)化努力和降低私營部門資本投資風(fēng)險。現(xiàn)場中試規(guī)模的水熱炭化裝置可以處理高含水率的生物質(zhì)，從而消除了在轉(zhuǎn)化為高碳產(chǎn)品之前干燥生物質(zhì)材料的步驟。

NRRI生物質(zhì)轉(zhuǎn)化實驗室使用旋轉(zhuǎn)干燥機和高溫窯爐結(jié)合成型設(shè)備生產(chǎn)以碳為基礎(chǔ)的天然原料。實驗室獨特的干燥和烘烤能力可以將多種生物質(zhì)物種轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，從木屑和森林殘渣到玉米秸稈或柳枝稷。以碳為基礎(chǔ)的可持續(xù)原料包括活性炭、木炭團塊、生物炭團塊、固體生物燃料團塊、先進的接種載體和生物基肥料、先進的塑料復(fù)合填料、生物炭粉以及其他高附加值的高碳產(chǎn)品。

市場，測試的機會

將生物質(zhì)原料炭化成所需的固定碳含量，可以產(chǎn)生各種聚合結(jié)構(gòu)，從2-4毫米(mm)的自由流動球形顆粒到0.25-1.5英寸的固體生物燃料顆粒。根據(jù)不同的應(yīng)用，非常細的粉末材料，以良好的生產(chǎn)出致密成型產(chǎn)品。電池和電子應(yīng)用的先進材料可以從加工后的生物質(zhì)中得到。

NRRI的實驗室擁有旋轉(zhuǎn)壓塊機和顆粒成型機，以使足夠的碳化原料更加致密，從而能夠?qū)ιa(chǎn)出來的固體燃料進行工業(yè)評估。現(xiàn)場分析可用來驗證和記錄燃料規(guī)格和化學(xué)成分，以滿足國際和國內(nèi)燃料標(biāo)準(zhǔn)。NRRI在創(chuàng)建先進的集群以滿足目標(biāo)或期望的產(chǎn)品規(guī)格方面具有技術(shù)專長?？梢詼y試各種粘合劑的有效性。實驗室設(shè)備可以將克數(shù)配方用于試銷或性能測試和驗證。NRRI與行業(yè)合作伙伴在各種R&D應(yīng)用和合同服務(wù)框架下共同工作。非燃料產(chǎn)品可以開發(fā)為現(xiàn)場測試或工業(yè)市場使用，如復(fù)合塑料。

設(shè)備概述

NRRI實驗室的設(shè)備包括以下這些：

煅燒窯：一種長2英尺，寬24英尺的回轉(zhuǎn)窯，能夠在250到950攝氏度的溫度下，每天生產(chǎn)多達6噸的木質(zhì)生物質(zhì)芯片，并將其轉(zhuǎn)化為高能量的原料。NRRI已經(jīng)證明有能力提供統(tǒng)一的、干燥的固體產(chǎn)品，滿足與西方煤炭類似的燃料規(guī)格。此外，焦碳和活性炭是新產(chǎn)品，可以生產(chǎn)與賦予既定的能力。該窯能夠?qū)⒉牧霞庸さ?150度的高溫。

水熱碳化：一種半連續(xù)的、每天20公斤的水熱管反應(yīng)器，能夠?qū)竦?、草質(zhì)或纖維狀的生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)變成各種形式和形狀，從顆粒到煤球到2-3毫米球形團塊，再到精細分割的生物炭粉末和填料。

致密化設(shè)備：

•KomarekB220：15馬力，12英寸旋轉(zhuǎn)式壓塊機，具有多個大小的口袋和模具，最高可達300磅/小時的產(chǎn)量。

•CPM40馬力制粒機：每小時產(chǎn)量可達500磅，配備多種模具，從八分之一英寸到四分之一英寸不等，甚至三到四英寸見方。

•Hobart擠出機：5英寸螺絲，3-4毫米模板。將濕的糊狀原料轉(zhuǎn)化為3-4毫米的擠出物。

•30英寸涂層球形化器：可將濕式生物炭或生物煤擠出物轉(zhuǎn)化為3-4毫米的球形涂層顆粒，如用于化肥行業(yè)的顆粒。

未來的處理設(shè)備包括一個示范規(guī)模的移動床碳化系統(tǒng)，目前該設(shè)施正在安裝，以補充基于窯爐的過程。2019年晚些時候，一個新的蒸汽鍋爐系統(tǒng)將被實施，能夠使用生物燃料生產(chǎn)100千瓦的電力，并與電網(wǎng)直接連接。

NRRI生物質(zhì)轉(zhuǎn)化實驗室目前的技術(shù)，以及2019年底即將推出的新型加熱系統(tǒng)和先進發(fā)電機，可以加快生物質(zhì)向新的市場機遇的轉(zhuǎn)變，降低行業(yè)風(fēng)險。